Науковці зробили значний крок у розвитку мікроробототехніки, створивши найменшого у світі автономного програмованого робота. Цей пристрій, розміри якого в десятки тисяч разів менші за попередні аналоги, відкриває нові горизонти для застосування у медицині та інших високотехнологічних галузях.
Команда дослідників з Університетів Пенсільванії та Мічигану представила інноваційну розробку. Вони заявляють про створення найменшого відомого програмованого робота, здатного до самостійного руху в рідині, чуття навколишнього середовища та виконання обчислень.
Пристрій вміщує повноцінний процесор, пам’ять, датчики та рушійну систему на платформі, зменшеній приблизно в 10 тисяч разів. Такий рівень інтеграції технологій у мікромасштабі раніше вважався недосяжним, як йдеться в дослідженні.
Мікроробот має вражаючі розміри: приблизно 200 на 300 мікрометрів і товщину близько 50 мікрометрів. Він менший за крупинку солі та легко балансує на виступі відбитка пальця.
Живлення пристрій отримує від сонячних елементів потужністю близько 100 нановатів, функціонуючи виключно в рідкому середовищі. Робот може вимірювати температуру рідини та передавати дані, виконуючи рухи, схожі на «танець» медоносних бджіл.
Інженер-наноробототехнік Марк Міскін з Університету Пенсільванії назвав це лише «першим розділом» у розвитку галузі. Він підкреслив, що команді вдалося інтегрувати «мозок, датчик і двигун» у майже невидимий об’єкт, який може працювати місяцями.
Протягом понад 20 років зменшення розмірів автономних роботів до рівня менше міліметра вважалося майже неможливим через фізику мікромасштабу. У цьому масштабі в’язкість і опір рідини домінують над інерцією, роблячи рух надзвичайно складним, за словами Міскіна.
Прорив став можливим завдяки поєднанню мікроскопічного комп’ютера з Мічиганського університету та нової рушійної системи, розробленої в Пенсильванії. Робот не має рухомих частин, натомість пересувається за допомогою електричного поля, що приводить у рух молекули навколо нього.
Марк Міскін порівняв це з роботом, який знаходиться в рухомій річці, але при цьому сам змушує цю річку рухатися. Така інноваційна система дозволяє ефективно долати мікроскопічний опір.
Фахівець з інформатики Девід Блаау з Мічиганського університету зазначив, що розміщення комп’ютера на такій малій платформі вимагало повного переосмислення програмування та напівпровідникових схем. П’ять років інтенсивної роботи привели до створення цього мікроробота.
У майбутньому мікророботи зможуть синхронізуватися між собою, формуючи рухомі групи, подібні до зграй риб. Теоретично вони можуть працювати автономно протягом місяців, отримуючи підзарядку від світлодіодів.
Дослідники сподіваються з часом збільшити обсяг пам’яті та складність програмування таких систем. У перспективі подібні пристрої можуть знайти застосування в медицині, зокрема для моніторингу стану клітин та діагностики.